Codec AV1: cos'è, download e perché è importante per Netflix e YouTube

Negli ultimi due anni, abbiamo sentito parlare più volte del codec AV1, uno standard video open source e royalty free con un sistema di compressione che consente miglioramenti in termini di efficienza senza ridurre la qualità, sempre più diffuso nei servizi di streaming.

Ma perché questa eco mediatica, e cosa significa codec AV1? In questo articolo vi spiegheremo cos'è il codec AV1, come scaricarlo e perché è importante per Netflix e YiouTube.

AV1 (AOMedia Video 1) è la prossima evoluzione dei codec di streaming video su Internet, ed è progettato per essere il successore del formato HEVC (H.265) attualmente utilizzato per i video 4K HDR su piattaforme come Prime Video, Apple TV+, Disney Plus e Netflix.

E proprio Netflix è salita alla ribalta nel 2020 quando ha annunciato di averlo lanciato su Android, una mossa seguita qualche mese dopo anche da Google per YouTube e la sua app di chat Duo. 

Open source e senza royalty

Il codec è stato sviluppato dalla Alliance for Open Media, che annovera tra i suoi membri società come Amazon, Apple, ARM, Facebook, Google, Intel, Microsoft, Mozilla, Netflix, Nvidia e Samsung, offre come abbiamo anticipato miglioramenti dell'efficienza dello streaming Internet senza influire sulla qualità. Questo è un passo decisivo verso l'adozione dei video 8K nello streaming, date le quantità di dati richieste da questo formato ad altissima risoluzione.

Ma c'è una questione interessante: AV1 è open source e royalty free. Questo modello di business è stato sviluppato per superare i limiti del modello basato su royalty, ovvero la richiesta di una commissione per ogni dispositivo che utilizza un algoritmo di questo tipo. Questo modello, su cui si basano molti codec attualmente diffusi come MPEG-2, H.264/AVC e H.265/HEVC, genera una situazione che grava sui dispositivi ancora prima che arrivino sul mercato, generando al contempo cause milionarie.

Per superare la situazione, la Alliance for Open Media si è proposta di sviluppare una tecnologia libera dai pagamenti delle royalty e libera dalle catene dei brevetti. E per questo è nato il codec AV1, che dovrebbe portare a uno sviluppo più snello e veloce.

Alliance for Open Media

AV1 permette una compressione migliore rispetto a H.265

Andiamo ad analizzare più approfonditamente i vantaggi tecnici di questa soluzione. Secondo AOMedia, il Codec AV1 offre una compressione migliore del 30% rispetto a H.265, quindi utilizza meno dati offrendo la stessa qualità di un video UHD 4K.

Esistono due metriche importanti per i codec video. Il bitrate (cioè la dimensione) e la qualità. Maggiore è il bitrate, più grandi sono i file codificati, e quindi maggiore è la quantità di dati che devono essere trasmessi in streaming. Ma bitrate e qualità sono strettamente correlati, in quanto se ci sono più dati, la fedeltà e l'accuratezza aumenteranno di conseguenza, con maggiori possibilità di rappresentare l'immagine originale.

Codec video come AV1, H.264 e H.265 usano la compressione in perdita, il che significa che la versione codificata non è la stessa (pixel per pixel) dell'originale, ma attraverso diverse tecniche si cerca di rendere queste differenze impercettibili. . Tre delle principali tecniche utilizzano i cambi di frame incrementali, la quantizzazione e i vettori di movimento.

Queste tecniche cercano di ridurre la quantità di dati all'interno della trasmissione sfruttando le differenze tra frame consecutivi (quindi inviando solo i cambiamenti), riducendo il numero di informazioni in modo comunque da ottenere un'immagine abbastanza fedele all'originale, o inviando solo le informazioni relative al movimento invece dell'oggetto completo. 

Il concetto è semplice e l'obiettivo chiaro: abbassare il bitrate e mantenere allo stesso tempo la qualità alta. Ma cosa significa compressione migliore? Si può vedere chiaramente analizzando le "dimensioni" di un video. Se infatti un DVD è di circa 4,7 GB e si desidera conservare un film di due ore (120 minuti o 7200 secondi), allora il bitrate massimo possibile sarebbe 5,2 Mbps. Un video 4K registrato con uno smartphone in H.264 usa in confronto 42 Mbps, un bitrate circa 8 volte maggiore, mentre un file codificato in H.265 o AV1 userebbe all'incirca circa 20 Mbps, il che significa che questi due codec offrono il doppio della compressione di H.264. Questo tenendo conto che i bitrate spesso non sono costanti, ma giusto per dare un'approssimazione. 

Encoder o decoder? Ecco perché AV1 non è pronto per le masse, ma per lo streaming sì

In generale, comunque, possiamo dire che AV1 rappresenta un deciso passo avanti in questo senso, e AOMedia promette guadagni ancora maggiori. C'è però un ma. I video in AV1 richiedono tempi di codifica molto più lunghi. Per tornare all'esempio del video di prima, se per codificare un video 4K di 15 secondi su un computer con scheda video in H.264 impiegate 1 minuto per la codifica software e 20 secondi con l'accelerazione hardware, per la codifica H.265 i tempi passano a 5 minuti e 20 secondi rispettivamente. Per AV1, la codifica software arriva a 10 minuti, al meglio, e 44 minuti usando l'encoder SVT-AV1 di Netflix. 

Immaginate di farlo dallo smartphone, ore per creare un video. Su questo punto AOMedia deve migliorare, e di molto. Ma fino adesso abbiamo parlato di encoder, cioè codificatori per la creazione del video. I decoder, ovvero i decodificatori, sono molto più efficienti, ed è per questo che Netflix e Google sono in grado di proporci lo streaming dei loro contenuti in AV1.

Tutto è partito dai dispositivi Android, il banco di prova di Netflix, ma poi si è passati a TV, computer e set top box. Successivamente, come abbiamo visto, Netflix e Google hanno usato la leva della certificazione per spingere i produttori a supportare il codec, cosa di cui questi avrebbero volentieri fatto a meno, pena l'impossibilità di mostrare contenuti 4K (e più avanti HDR).

Per il momento, il codec può arrivare fino a 8K e 120 fps, con bitrate fino a 800 Mbps. Google ha già implementato l'utilizzo (parziale) di AV1 su YouTube e ne richiede il supporto per visualizzare i suoi video 8K sulla TV. Come abbiamo detto, anche Netflix ha anche iniziato lo streaming di contenuti AV1 su alcuni titoli.

Per quanto riguarda il supporto sui dispositivi, Android (da 10 in poi), Chrome (da 70 in poi), Firefox e Linux possono decodificare gli stream AV1, così come i dispositivi Windows 10 (una volta aggiornati) per alcune app Windows.

Come abbiamo anticipato alla fine del paragrafo precedente, due anni fa Microsoft ha introdotto il supporto al codec AV1 a Windows 10. 

Visto che però AV1 si basa su sistemi di decodifica hardware che consentono una maggiore efficienza rispetto a quelli software, la lista dei dispositivi compatibili è piuttosto ristretta. Queste le specifiche hardware minime richieste:

• Processori Intel Core di 11ma generazione con GPU integrata Iris XE
• oppure GPU NVIDIA RTX 30 Series
• oppure GPU AMD Radeon RX 6000

Oltre a questo, Windows 10 dovrà essere aggiornato alla versione 1909 o più recenti e dovrete installare un'estensione apposita dal Microsoft Store, AV1 Video Extension. Anche VLC ha creato un suo decoder, chiamato Dav1d, multipiattaforma e ovviamente open source, usato dalla stessa Netflix sulla sua applicazione per Android.

Come abbiamo detto più volte in questo nostro approfondimento, Netflix ha lanciato il nuovo codec nel lontano 2020 sui dispositivi Android e a fine 2021 sulle TV. Il motivo per cui Netflix ha spinto per questo passaggio è semplice: il nuovo codec consente di non pagare le royalty (come accade invece con H.265) e consente un risparmio del flusso di dati mantenendo la stessa qualità. 

Su Netflix, tutti i flussi AV1 sono codificati con una profondità di 10 bit (anche se il profilo AV1 consente una profondità di 8 e 10 bit) per preservare meglio i contenuti originali e ridurre le possibilità di artefatti (banding).

Inoltre i contenuti sono codificati sempre alla massima risoluzione e frame rate disponibili. Ad esempio, per i titoli in cui la sorgente è 4K e HFR (High Frame Rate), gli stream AV1 vengono diffusi in 4K e HFR, in modo da presentare il contenuto esattamente come immaginato dai produttori, mentre per riguarda l'HDR si sta ancora lavorando.

Dal punto di vista dei titoli, come abbiamo visto la codifica richiede tempo e possiamo immaginare il lavoro per codificare l'intero catalogo Netflix. La precedenza è stata data ai titoli più popolari, in modo da massimizzare l'impatto della codifica AV1 riducendo al minimo i costi associati.

Per quanto riguarda invece i dispositivi che supportano la codifica, a novembre 2021 erano i seguenti

• Smart TV UHD Samsung (2020);
• Smart TV UHD QLED Samsung (2020);
• Smart TV 8K QLED Samsung (2020);
• Smart TV Samsung The Frame (2020);
• Smart TV Samsung The Serif (2020);
• Smart TV Samsung The Terrace (2020);
• PS4 Pro con app Netflix
• alcuni dispositivi Amazon Fire TV con Fire OS 7 e successivi, tra cui Fire TV Stick 4K Max
• alcuni dispositivi Android TV con Android 10 e successivi.

Ma la lista si è ora ulteriormente allungata e comprende molti altri set top box e TV lanciati successivamente, per arrivare al nuovo Chromecast con Google TV. Ormai il codec si sta affermando sempre più e senza ombra di dubbio sarà il futuro dello streaming video.

Avete aggiornato il vostro computer e il browser che lo supporta, ma come abilitare ora lo streaming in AV1 su YouTube? La funzione è ancora sperimentale, viste le limitazioni date dai dispositivi che lo supportano, quindi bisogna attivarla. Per farlo, seguite questi passaggi.

1. Andate a questo indirizzo
2. Sotto la voce Impostazioni AV1 cambiare la selezione da Automatiche (consigliata) a Imposta AV1 come preferito per SD o Imposta sempre AV1 come preferito
3. Se impostate AV1 come preferito per SD, tutti i video con risoluzione fino a 480p verranno riprodotti usando il codec AV1, mentre gli altri useranno il "vecchio" codec VP9. Se impostate AV1 come preferito sempre, tutti i video, se disponibili, saranno riprodotti in AV1
4. Ora, per controllare che un video usi il codec AV1 avviate un video di vostra scelta su YouTube
5. Cliccate con il tasto destro del mouse sul video
6. Apparirà una schermata, selezionate l'ultima voce Statistiche per nerd, di fianco all'icona con la "i" cerchiata
7. In alto a sinistra apparirà una finestra con tutte le informazioni riguardanti il video
8. Di fianco alla voce Codecs ora dovreste vedere la scritta av01

È possibile che non tutti i video siano disponibili in formato AV1, quindi in caso non lo vediate cambiate semplicemente video, ma la maggioranza ormai dovrebbe esserlo.